核供暖原理图示_风闻

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                                   北方省区积极布局核能供热项目 清洁供暖成治理雾霾的现实选择

　　近年来，随着中国北方冬季频繁出现大范围长时间雾霾天气，不少省区的内陆区域开始纷纷布局核能供热项目。有意“成为国家重要新型能源产业基地”的青海，便是最近的一个例子。

2018年12月29日，青海省人民政府办公厅关于印发《青海省建设国家清洁能源示范省工作方案（2018—2020年）》的通知称，稳步推进核能供热及核电项目前期工作，以2019年初启动核能供热及核电建设项目初步可行研究报告编制为工作目标，重点完成厂址踏勘报告、确定候选厂址、启动初步可行性研究报告编制。

与此同时，以2020年底争取国家核准核能供热及核电建设项目为目标，重点完成预可行性研究报告、可行性研究报告、项目申请报告。

除了青海之外，第一财经记者根据公开资料不完全统计，目前，核能供热产业已在中国北方地区积极推进。中核集团、中广核和国家电投以及清华大学已经在黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、宁夏等多个省区开展了相关厂址普选和产业推广工作。

核电巨头布局核能供暖

2018年，国家能源局在北方地区核能供暖专题会期间，同意国内首个核能供暖示范项目开展前期工作。而该项目是由中广核和清华大学共同合作的，项目采用的反应堆技术名叫低温核供热技术。

第一财经记者从中广核获悉，低温供热堆采用先进的一体化反应堆设计理念，安全性高，应用广泛，具有广阔的市场需求，可用于电、热、水、汽等多个能源领域，包括居民供暖、工业园区供热、偏远地区能源综合供应等应用场景。

与此同时，低温供热堆所具备的厂址适应性强、技术上可取消厂外应急等特点，决定了它可以靠近用户，建在城市周边、内陆偏远地区等厂址区域，从而使电、热、水、冷多种能源供应成为了可能。在实现批量化模块化之后，低温供热堆建造、部署时间大大缩短，仅需要2~3年即可建成。而沿海的大型核电项目，建设周期至少需要5年时间。

值得关注的是，除了中广核之外，中核集团也在布局小型核反应堆的供暖产业。2017年11月28日，中核集团发布其自主研发可用来实现区域供热的“燕龙”泳池式低温供热堆。第一财经记者从中核集团获悉，一座400MW（1MW=1000KW）的“燕龙”低温供热堆，供暖建筑面积可达约2000万平方米，相当于20万户三居室。

中核集团将泳池式低温供热堆型号、代号分别确定为“燕龙”和“DHR-400”。该堆研发于燕赵大地，应用于燕赵大地（延伸至北方城市），且属于中核集团自主研发的“龙”系列反应堆型号之一，所以命名为“燕龙”。

同样，第一财经记者从国家电投获悉，该公司也在研发用于供暖的小型核反应堆。“我们研发的小堆核反应堆已经成熟。”国家电投一位内部人士在接受第一财经记者采访时说，“它可以在陆地上用于供暖，也可以在海上用于发电。”

清洁供暖成为治理雾霾的现实选择

核能供热有两种方式，一种为低温核供热，即单个模块供热能力在200MW左右，与400万平米供热面积、10万人口规模的城市或县镇相对应。另一种是核电热电联产，单台1100Mwe机组供热能力超过2000MW，供热面积逾5000万平米，对应125万人口规模的城市。

值得关注的是，与常见的用于发电的国内沿海大型核反应堆不同，国际原子能机构(IAEA)将小型核反应堆定义为发电功率小于300兆瓦的核反应堆动力装置，简称小型堆。随着全球核电发展，越来越多的国家开始关注小型堆的应用，原因是这些小型堆相对经济和安全。

中国在核能供热方面也开展了大量研发论证工作。第一财经记者从中国三大核能巨头中核集团、中广核和国家电投获悉，目前，这三家企业已经开发出属于自己的核能供热反应堆。

利用核能开展清洁供暖成为中国调整能源结构、治理雾霾等问题的现实选择。早在2017年，由国家发改委、能源局、环保部等十部门共同制定的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》就明确提出，研究探索核能供热，推动现役核电机组向周边供热，安全发展低温泳池堆供暖示范。

核能供热的一大优势是低碳清洁，效果显著。以一座400MW的供热堆为例，每年可替代32万吨燃煤或1.6亿立方米燃气，而放射性物质排放仅为燃煤的2%。与煤炭相比，核能可减少排放二氧化碳64万吨、二氧化硫5000吨、氮氧化物1600吨、烟尘颗粒物5000吨。

核能供热另一个优势是，中核集团新闻发言人潘建明在此前的一次发布会上说，它“经济性较高”。

核能综合利用山东模式：

始于供暖，不止供暖3月29日，海阳核电抽汽供热第二个供暖季收官，去冬今春持续为该市70万平方米居民用户供暖137天。2019年11月，山东海阳核电抽汽供热项目一期工程第一阶段正式投用，被国家能源局命名为“国家能源核能供热商用示范工程”。近年来核能供热频频进入公众视野，从路线上可分为两类：一种是在城市中或近郊建低参数的低温核供热堆，这类小堆更为灵活，但仍面临经济性掣肘。另一类就是海阳核电这种，基于现有的大型核电厂，利用核电站的抽汽向热网供热。也就是将反应堆发出的热量提取一部分用于用户冬季取暖，高品质蒸汽用于发电、低品质蒸汽用于供热，提高核电厂热效率。从原理上看，核电站供热与燃煤热电联产机组相似。据澎湃新闻了解，海阳的核能供热商用示范工程二期450万平方米供热项目正在建设，预计今年11月供暖季具备供暖条件。届时，核电抽汽供热将覆盖海阳市整个城区，全面取代现有燃煤供热锅炉，海阳市将成为全国首个“零碳供暖城市”。

据吴放介绍，可覆盖核电厂周边100公里范围的单台机组3000万平方米供热研究也在推进中，远期目标是供热能力达到2亿平方米。海阳市丰源热力有限公司董事长赵新2019年曾对澎湃新闻称，核能供热覆盖整个海阳地区450万平方米供热面积后，可以替代当地400多蒸吨的供热燃煤锅炉。对于近年来减煤压力颇大的山东省而言，意义不言而喻。据丰源热力测算，核能供热项目在此前两个供暖季对外供热累计约58.2万GJ，节省原煤3.2万吨。覆盖450万平方米后，预计每个供暖季节约原煤10万吨，减排二氧化碳18万吨。国内目前多种供热方式并存，经济性是决定核能供热与其他能源品类供热相比市场竞争力几何的关键所在。对此，国家能源局组织独立第三方对海阳核电抽汽供热运行情况进行了评估，结论是“清洁、安全、稳定、高效，在技术上取得了核能利用效率的提升，经济上具备了与燃煤供热持平的竞争力，具有大规模推广应用价值。”吴放也表示，核电厂热电联产在经济性竞争力上可以和大型燃煤电厂热电联产相持平，从实施效果来看，海阳核电抽汽供热实现了“居民用暖价格不增加、政府财政负担不增长、热力公司利益不受损、核电企业经营做贡献、生态环保效益大提升”等多重效果。多方共赢背后是对核电站能量阶梯利用挖潜。据介绍，1台百万千瓦核电机组只要抽出已经发过部分电的五分之一的蒸汽，就可以满足一个百万人口城市的居民用暖需求。70万平方米供热项目实施以后，海阳核电全厂热效率由36.69%提升为37.17%；450万平方米供热项目投运以后，核电厂循环热效率将进一步提高到39.94%。海水淡化：缓解胶东淡水瓶颈山东是我国北方严重缺水省份之一，人均水资源占有量仅为全国水平的1/6。尤其是胶东半岛，淡水资源短缺危机隐现。向海取水、海水淡化已被列为该省解决缺水问题的重要手段。沿海核电站对海水淡化有小规模运行基础和经验，主要用于解决核电厂内部淡水供应问题。据中国能源报2020年10月报道，包括海阳核电在内，辽宁红沿河核电厂、福建宁德核电厂、浙江三门核电厂等均配套建设海水淡化项目，但彼时总规模不足6万吨/天。目前，国内海水淡化项目规模最大的是10万吨/天。海阳核电已将目光转向大规模海水淡化。

海阳核电站

澎湃新闻了解到，海阳核电厂区内8400吨/天的海水淡化项目已经建成投运5年，为厂区及员工宿舍区提供生产、生活淡水。2020年11月，海阳核电水热同传科技示范项目建成投运，为宿舍区内近2000人同时供热供水。该项目依托已有的海水淡化工程及供热设施，通过二级反渗透系统，对海水淡化水进行深度处理直至达到饮用水标准，同时，利用核电机组产生的热能，加热至85℃，再用一根管线将水和热同步输送到核电员工宿舍区，经水热分离装置进行水热分离，热量进入热力系统，放热后的水进入供水系统使用。核能海水淡化会不会导致放射性安全问题？对此，吴放表示，海水淡化取用天然海水，核电厂仅为海水淡化提供电能和热能，利用反渗透膜或蒸发的方法，去除海水中的盐分和其他杂质，从而生产出满足饮用标准的淡水。未来，山东核电公司将分阶段建成年产3000万吨至1亿吨淡水供应能力的海水淡化工程。其中，产能为10万吨/天的大型海水淡化工程一期项目已经完成可行性研究、环评等前期工作，待其他条件具备后将立即开工建设。产能为20万吨/天的大型海水淡化工程二期将在一期工程建成后2年内投产。“作为胶东半岛重要的战略储备水源，为地方供应高品质饮用水、工业用水或涵养生态，减少对引黄、引长水的依赖，间接减轻黄河非生态用水量。”吴放说道。除了抽汽供热和海水淡化，山东核电公司还在推进大规模储热、储电、电解制氢等核能综合利用项目相关研究。在上述模式中，核能与可再生能源的关系将从市场竞争关系变为相辅相成，风光核储打配合，由此降低能源综合成本。比如，储热与核电、风电、光伏发电相结合，用于核电抽汽供热时的热量调蓄，消纳多余风电光伏发电来提高能源利用率，平抑电网波动，同时通过储热罐的电极锅炉作为核电抽汽供热的热备用。山东核电公司拟为海阳450万平方米供暖配15000立方米的储热罐，设计容量为500MWh，即储热1800GJ。该项工作已完可行性研究，拟2021年开工，2022年建成；针对规划中的3000万平方米供热，拟建配套布置3-4个大型储热罐，容积30000立方米左右，计划在2023年至2024年建成；后续还将针对胶东半岛清洁供暖，拟建8个以上的大型储热罐辅助热源。